Nå kan reparasjon og rehabilitering gjøres med 3D-printing

Norsk Titanium går inn i reparasjonsmarkedet for luftfart. De har fått kontrakt med Kongsberg Defence & Aerospace om å bruke sin 3D-printteknologi til reparasjon av deler.

Selskapets teknologi er kort fortalt å 3D-printe deler i titan – en industri de har slått seg opp i som en betydelig aktør. Teknologien deres brukes blant annet til å produsere deler til flyindustrien. I 2017 inngikk de avtale med Spirit Aerosystems om produksjon av tusenvis av deler.

Teknologien de har utviklet, kalles Rapid Plasma Deposition (RPD) og går ut på å smelte titantråd ved hjelp av plasmasveising i en inert (oksyngenredusert) atmosfære bestående av argongass, og bygge opp delen lagvis til opp mot 80 prosent ferdigstillelse.

Det gir et betydelig lavere energiforbruk sammenlignet med tradisjonell utfresing av deler, siden man bruker mye mindre gods til et ferdig produkt.

Reparerer deler direkte

Og nå har de altså videreutviklet teknikken slik at de også kan utføre reparasjon og rehabilitering av eksisterende deler.

For Kongsberg bruker de en tilpasset RPD-teknikk på såkalte link tubes, som opprinnelig er produsert ved å bruke en Ti 6-4 laser powder bed additiv prosess. Kort sagt deler som i utgangspunktet er laget med en metode for additiv produksjon (3D-printing).

Norsk Titanium brukte seks uker på å utvikle en proprietær tilpasning av RPD-prosessen sin for presis lokalisering og tilhørende deponering av materiale.

Delene sendes deretter til Kongsberg for videre prosessering.

Odd-Terje Lium, Vice president Engineering i Norsk Titanium, sier at dette er et viktig steg i teknologiutviklingsplanen og gjør at RPD-teknologien kan gjøre det mulig å reparere applikasjoner som turbinblader og utstyr for offshore drilling.

Han mener at arbeidet for Kongsberg viser at RPD kan brukes til reparasjon av komponenter som bidrar til at kundene kan gjenbruke og reparere eksisterende deler. Det gir lavere kostnader og kortere tidsbruk enn å skulle produsere nye deler.

Reparerer 250 deler

Norsk Titanium leverte konseptbevis-prototyper til Kongsberg i desember. Etter evaluering godkjente Kongsberg metoden, som implementeres for 250 produksjonsdeler.

Norsk Titanium utfører nå re-produksjon, og alle delene skal leveres tilbake til Kongsberg innen utgangen av mars.

Dette er en oppgave hvor de bruker teknologien på en litt ny måte, forteller Lium. Han forklarer at de har lagt til materiale på produkter som er produsert med annen teknologi.

– Det utfordrer oss, siden det er ekstremt tynt og det er lett å ødelegge utgangspunktet du skal legge materialet på. Kunsten er å styre energien og varmen på en sånn måte at det fungerer, sier han til TU.

Dette er et nytt nivå av prosesskontroll. I dette tilfellet er det økt risiko for å ødelegge det eksisterende produktet, noe de åpenbart ønsker å unngå. Prosessen måtte tilpasses, men de kom frem til riktig fremgangsmåte uten for mange forsøk.

Handler om kontroll

– Må dere ha nøyaktige modeller av delene dere legger materiale på?

– Dette handler om å ha posisjonsnøyaktighet på flatene som skal ha mer masse. Vi har modeller, men for maskinprogrammet handler det om å ha kontroll på kontaktpunktet der du skal legge på mer masse.

De reparerer 250 eksemplarer av samme del for Kongsberg, uten at han ønsker å si noe mer spesifikt om hva slags deler det er snakk om.

Han ser for seg at metoden har potensial også på andre områder. I første omgang innen arbeidsområdet til maskinen, slik at de slipper å modifisere utstyret de har.

– Men på sikt kan dette skreddersys for andre applikasjoner. Dette er vår teknologi som vi kan tilpasse.

Prosjektet for Kongsberg skal være ferdig innen utgangen av mars.